Estudos do posicionamento das pás do sistema pré e distribuidor de uma turbina Francis
Tipo
TCC
Data de publicação
2019-12-16
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Peredo, Thiago Gabriel Romaris
Natale, Vitor Marocolo
Natale, Vitor Marocolo
Orientador
Mello Júnior, Antonio Gonçalves de
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Programa
Resumo
As usinas hidrelétricas são obras de engenharia que manipulam os recursos hídricos dos rios em ordem de aproveitar a energia hidráulica das águas em energia elétrica. Seu funcionamento consiste em balizar o fluxo de água através dos perfis hidráulicos dos rotores das turbinas, fazendo com que essas rotacionem. O presente trabalho trata do estudo de turbulências, vórtices e perdas de carga que resultam do escoamento da água em componentes do sistema pré e distribuidor de uma turbina hidráulica com rotor tipo Francis e, também, do estudo da influência da alteração de alguns parâmetros construtivos, como a posição relativa entre palhetas diretrizes e as travessas do pré distribuidor. O estudo tem como objetivo discutir e analisar os resultados obtidos, relatando quais foram as posições que apresentaram menos vórtices, perdas de carga e turbulência entre os componentes mecânicos do distribuidor. O estudo será realizado por meio de modelagem de travessas do pré–distribuidor e palhetas diretrizes de uma turbina hidráulica com dimensões reais, através de um Computer Aided Design (CAD) dentro do software ANSYS, dando ênfase na região por onde a água escoa em contato com as travessas do pré-distribuidor e as palhetas diretrizes. A partir disso, poderão ser realizados três estudos: O primeiro com o distribuidor e o pré-distribuidor mantidos em posições originais e sem alteração, analisando as perdas de carga, o comportamento da velocidade e da pressão da água. Já o segundo e o terceiro caso, as posições relativas entre pás serão modificadas para analisar a influência destas novas geometrias em relação ao primeiro caso e qual seria o posicionamento mais satisfatório.
Hydro power plants are engineering works that manipulate river’s water resources in order to transform hydraulic energy into electric energy. Its operation consists of making the water flow through hydraulic profiles of the turbines rotors, causing them to rotate. The present work is about the study of turbulence, vortices and load losses in components of the stay ring and distributor system of a hydraulic turbine with Francis rotor and the influence of the alteration of some construction parameters, such as the relative position between guide vanes and stay vanes. This study is to discuss and analyze the results obtained, reporting the positions that presented the lowest vortices, load losses and turbulence among the mechanical components of the distributor. The stay ring and distributor system will be modeled with real dimensions by using a Computer Aided Design (CAD) within the ANSYS software, emphasizing the region where the water flows in contact with the stay vanes and guide vanes. From this, three studies can be made: The first with stay ring and distributor kept in original positions and without any alteration, analyzing the losses of load, water speed and water pressure behavior. On the second and third cases, the relative positions between the vanes will be modified to analyze the influence of these new geometries in relation to the first case and analyze what would be the most satisfactory positioning.
Hydro power plants are engineering works that manipulate river’s water resources in order to transform hydraulic energy into electric energy. Its operation consists of making the water flow through hydraulic profiles of the turbines rotors, causing them to rotate. The present work is about the study of turbulence, vortices and load losses in components of the stay ring and distributor system of a hydraulic turbine with Francis rotor and the influence of the alteration of some construction parameters, such as the relative position between guide vanes and stay vanes. This study is to discuss and analyze the results obtained, reporting the positions that presented the lowest vortices, load losses and turbulence among the mechanical components of the distributor. The stay ring and distributor system will be modeled with real dimensions by using a Computer Aided Design (CAD) within the ANSYS software, emphasizing the region where the water flows in contact with the stay vanes and guide vanes. From this, three studies can be made: The first with stay ring and distributor kept in original positions and without any alteration, analyzing the losses of load, water speed and water pressure behavior. On the second and third cases, the relative positions between the vanes will be modified to analyze the influence of these new geometries in relation to the first case and analyze what would be the most satisfactory positioning.
Descrição
Palavras-chave
turbulências , turbina hidráulica , ANSYS , turbulence , hydraulic turbine